KR101531753B1 - 냉장 냉동용 증발기의 파이프 접합 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장냉동용 증발기의 파이프 접합 방법에 관한 것이다.
본 발명은 방열핀이 외주면에 접합되는 직선형의 파이프들의 양끝단을 U밴드로 접합하되 상기 파이프의 양단에 결합단부를 형성하고, 상기 결합단부에 금속충전제와 함께 U밴드를 삽입함으로써 상기 U밴드는 파이프와 금속충전제에 의해 고정되고, 또한 U밴드는 파이프에 도포되는 브레이징 용제를 질소분위기의 로에서 용융시켜 접합하게 되므로 상기 파이프에 U밴드를 간편 용이하고 견고하게 접합할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Description

냉장 냉동용 증발기의 파이프 접합 방법{METHOD FOR BRAZING PIPES OF EVAPORATOR USING REFREGENERATION}

본 발명은 냉장 냉동용 증발기의 파이프 접합 방법에 관한 것으로, 상세하게는 냉장 냉동용 기기에서 주변공기와 열교환하는 증발기의 파이프를 간편 용이하게 제작할 수 있도록 한 냉장 냉동용 증발기의 파이프 접합 방법에 관한 것이다.

일반적으로 증발기는 서로 온도가 다른 두 유체 사이에 열교환을 수행하여 온도를 조절하는 일종의 열교환기이다.

상기 증발기는 식자재, 식품을 냉장 냉동 보관하는 냉장고 또는 냉동창고에 설치되거나, 공기를 조절하는 공조기 즉 에어콘에 설치되어 외부 공기와 열교환을 통해 기기의 내부 및 실내 온도를 조절하게 된다.

이와 같이 설치되어 사용되는 증발기는 실내 온도를 조절하는 공조기(에어콘)의 경우, 큰 용량을 필요로 하지 않게 되므로 열매체가 유동하는 관체를 납작한 형태 즉 튜브타입으로 형성된 것을 사용하게 된다.

그 이유는 실내 온도를 조절하는데 열교환 용량이 크게 하지 않아도 되므로 납작한 형태의 튜브 타입을 사용하게 된다.

반면에 냉장고 또는 냉동창고에 사용되는 증발기의 경우, 실내 온도를 조절하는 공조기와는 달리, 식품이나 식자재를 상하지 않게 보관하기 위해서 용량이 큰 증발기를 사용하게 되는데, 이때 상기 용량을 크게 하기 위해서는 열매체(냉매)의 흐름을 원활하게 유동할 수 있는 원통형의 관체 즉 파이프를 사용하게 된다.

그러나 상기 원통형의 관체인 파이프를 사용하게 되는 냉장 냉동용 증발기의 경우, 공개특허번호 제 1996-054072호(명칭: 냉장고용 냉각기), 공개특허번호 제 10-2010-0123181호(명칭: 냉장고용 증발기 및 그 제조방법) 및 공개특허번호 제 2002-0023253호(명칭: 핀튜브형 열교환기의 제조방법)에 의하면, 열매체의 흐름이 용이하도록 원통형으로 형성되는 파이프의 양단을 지그재그로 절곡 성형하게 되고, 상기 지그재그로 성형된 파이프의 외주면에 방열핀을 나선형으로 권취하거나 상기 방열핀에 관통공을 형성하여 상기 파이프의 외주면에 압입하여 형성하게 된다.

이와 같이 상기 냉장 냉동용 증발기는 파이프의 양단을 지그재그로 절곡 형성되어 있어, 열매체의 흐름을 원활하게 할 수 있으나, 상기 파이프의 양단을 일일이 절곡 성형하여야 하므로 상기 일일이 절곡 성형 작업에 따른 번거로움이 있는가 하면, 작업시 또는 작업 후 상기 파이프의 절곡 부위가 터지거나, 균열이 발생하는 경우가 많다라는 문제점이 있는가 하면, 상기 파이프의 양단이 절곡 형성되어 있는 관계로 상기 절곡된 파이프에 방열핀을 삽입 조립 및 접합하기가 어려워, 작업자가 상기 파이프와 파이프 사이에 방열핀을 일일이 토치로 가열 용접하여 접합하여야 하기 때문에 공정이 번거롭다는 문제점을 가지게 되었다.

그래서 공개특허번호 제2001-0026061호(명칭: 알루미늄튜브를 이용한 자동차용 오일 쿨러 제조방법)에 의하면, 파이프의 양단을 지그재그 절곡 없이 다수개의 파이프의 양끝단을 확관한 후 이에 별도의 U밴드를 압입하는 것으로 브레이징 없이 결합 형성하는 것이 있으나, 상기 파이프의 확관에 따른 불량이 여전히 발생하는 문제점을 가지게 되었고, 또한 브레이징 작업 없이 U밴드를 그대로 결합함으로써 견고한 접합 또는 결합을 유지할 수 없어 이로 인하여 누설 불량이 발생되는 문제점을 가지게 되었다.

물론 공개특허번호 제2008-0071388호(명칭: 복합 내장 시스템)에 의하면, 일측이 절곡된 다수개 파이프의 다른 양끝단 외측면에 나사부를 형성하고, 나사부가 형성된 파이프의 양끝단에 내측으로 나사부가 형성된 U밴드를 나사 체결하여 형성한 것이 있다.

그러나 상기 파이프의 일측 절곡에 따른 불량이 여전히 발생하는 문제점이 있는가 하면, 파이프와 파이프의 나사부에 상기 U밴드를 일일이 체결하여야 하는데 따른 번거로운 문제점 및 상기 파이프에 일 방향으로만 방열핀을 결합 형성하여야 하므로 전체적으로 증발기의 작업성이 저하되는 문제점을 여전히 가지게 되었다.

1. 국내특허공개번호 10-2001-26061호 2. 국내특허공개번호 10-2008-71338호

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 냉장 냉동용 증발기의 파이프와 파이프 간의 양단을 U밴드로 접합하여 결합하되 브레이징 접합으로 결합함으로써, 파이프와 파이프 간의 양단을 일일이 지그재그로 절곡 형성하지 않아도 되므로 절곡으로 인한 불량 발생 없이 간편 용이하게 증발기의 제작할 수 있도록 하는데 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 과제는 상기 증발기의 파이프와 파이프 간에 방열면적을 넓히는 방열핀의 결합 작업을 간편 용이하게 하여 작업성을 향상할 수 있도록 하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수단은 다수개의 직선 파이프들; 상기 다수개의 직선 파이프들의 양 끝단을 U밴드로 서로 접합하는 냉장 냉동용 증발기의 열매체파이프 접합 방법에 있어서, 상기 다수개의 직선 파이프들의 양 끝단 내측에 결합단부를 형성하고, 상기 다수개의 직선 파이프의 외주면에 다수의 방열핀을 삽입하며, 상기 다수개의 파이프들의 결합단부에 브레이징 용제를 도포한 금속충전제를 삽입하고 금속충전제의 내측으로 U밴드를 압입하여 고정한 후 로(爐)에서 브레이징 용제를 가열 용융시켜 직선 파이프에 U밴드와 방열핀을 브레이징 접합하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 수단에서 상기 금속충전제는 외측면을 원형 또는 육각으로 형성하되, 파이프의 결합단부에 삽입되는 원통형으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 수단에서 상기 금속충전제는 높이 3-4 mm로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 수단에서 상기 브레이징 용제는 아크릴 수지계의 바인더 70 - 80 중량%에 알루미늄 플럭스 20 - 30 중량%를 혼합하여 제조하고, 상기 알루미늄 플럭스는 알루미늄 칼륨 플루오라이드 62 - 72%에 알루미늄 플루오라이드 28 - 38%를 혼합하여 조성된 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 수단에서 상기 브레이징 용제는 아크릴 수지계의 바인더 70 - 80 중량%에 세슘 플럭스 20 - 30 중량%를 혼합하여 제조하고, 상기 세슘 플럭스는 알루미늄 칼륨 플루오라이드 62 - 72%에 알루미늄 세슘 플루오라이드 28 - 38%를 혼합하여 조성된 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 수단에서 상기 파이프(10)와 파이프(10)의 양단에 U밴드(14)를 접합하기 전에 상기 파이프(10)에 브레이징 용제를 도포한 상태에서, 상기 파이프(10)에 삽입 결합하여 상기 U밴드(14)를 브레이징 접합시 방열핀(20)을 함께 브레이징 접합하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제 해결수단에 따른 본 발명의 효과는 다수개의 직선 파이프들의 양단에 내측으로 결합단부를 형성하고, 상기 결합단부에 브레이징 용제를 도포한 금속충전제를 압입 삽입하고 상기 금속충전제에 U밴드를 삽입한 후, 로(爐)에서 브레이징 용제를 가열 용융시키면 접합면 사이로 스며들면서 접합되게 함으로써, 상기 파이프의 양단을 U밴드의 접합으로 일일이 절곡하지 않고도 간편 용이하게 증발기를 제작할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

또한 본 발명은 상기 파이프에 U밴드 브레이징 접합시, 다수개의 직선 파이프의 외주면에 브레이징 용제를 도포한 후 방열핀을 삽입 결합하여 질소 분위기의 로(爐)에서 접합할 수 있으므 로 , 상기 파이프에 방열핀을 일일이 접합하지 않아도 되는 작업 공정의 단순화로 생산성을 향상할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

도 1는 본 발명 냉장냉동용 증발기의 파이프 접합 사시도
도 2는 본 발명 냉장냉동용 증발기의 파이프 접합의 분해 사시도
도 3은 본 발명 냉장냉동용 증발기의 파이프 접합의 요부 확대 단면도

도 1는 본 발명 냉장냉동용 증발기의 파이프 접합 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명은 냉장 냉동용 증발기(100)로서, 식품 또는 식자재를 냉장, 냉동 저장하는 냉장고 또는 냉동창고에 설치되어 외기 및 온도와 열교환하면서 냉장고 또는 냉동창고의 내부 온도를 조절하게 된다.

상기 냉장 냉동용 증발기(100)는 내부에 열매체가 유동하는 파이프(10), 상기 파이프(10)의 양단에 내측으로 삽입 고정되는 금속충전제(12), 상기 금속충전제(12)에 삽입되어 상기 파이프(10)와 파이프(10)를 접합하는 U밴드(14) 및 상기 파이프(10)의 외주면에 삽입 결합되어 열매체의 방열면적을 높여주는 방열핀(20)으로 형성된다.

여기서 상기 U밴드(14)는 파이프(10)와 파이프(10)의 양단에 삽입되고, 상기 삽입된 U밴드(14)와 파이프(10) 사이에 브레이징 용제(13)로 도포된 금속충전제(12)를 삽입하게 되고, 그리고 나서, 금속충전제(12)에 도포된 브레이징 용제를 가열 용융시켜 브레이징 접합하게 된다.

이때, 본 발명의 증발기 코어 부분에 구비되는 방열핀(20)은 상기 파이프(10)와 파이프(10)의 양단에 U밴드(14)를 접합하기 전에 상기 파이프(10)에 브레이징 용제를 도포한 상태에서, 상기 파이프(10)에 삽입 결합하여 상기 U밴드(14)를 브레이징 접합시 방열핀(20)을 함께 브레이징 접합하여 동시에 U밴드(14)과 함께 방열핀(20)을 상기 파이프(10)에 접합할 수 있다.

그러므로, 상기 파이프(10)에 접합되는 U밴드(14)와 방열핀(20)은 가열 용융되는 브레이징 용제가 파이프(10)와 U밴드(14) 사이, 또는 파이프(10)와 방열핀(20) 사이로 스며들면서 접합되게 되므로 상기 파이프(10)에는 U밴드(14)와 방열핀(20)이 긴밀하고도 견고히 접합 형성되게 된다.

이와 같이 접합 형성된 상기 증발기(100)는 파이프(10)의 내측으로 순환하는 열매체(냉매)가 상기 U밴드(14)를 통해 파이프(10)와 파이프(10)를 순환하면서 파이프(10)의 외주면에 접합되는 방열핀(20)을 통해 주변온도와 열교환하면서 냉장고 또는 냉동창고의 내부 온도를 조절하게 된다.

도 2는 본 발명 냉장냉동용 증발기의 파이프 접합의 분해 사시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 파이프(10)는 내측으로 열매체가 유입 및 유출되는 원통형 형상의 관체로 형성하되, 용량에 따라 다수 개의 직선 관체로 형성하고, 상기 다수 개의 직선 관체는 양 끝단의 내측에 내경을 절삭하여 상기 내경보다 넓은 구경의 결합단부(11)를 형성하게 된다.

상기 결합단부(11)의 깊이는 3 - 4mm 범위로 형성하게 된다.

그러므로 상기 파이프(10)의 결합단부(11)에는 후술하는 금속충전제(12)를 내측으로 삽입 결합할 수 있게 된다.

상기 파이프(10)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성하게 된다.

금속충전제(12)는 외측면을 원형 또는 육각으로 형성하되, 상기 파이프(10)의 결합단부(11)의 내경에 삽입되는 육각 원통형을 형성하게 된다.

그러므로, 상기 금속충전제(12)는 상기 파이프(10)의 결합단부(11)의 삽입시 결합단부(11)의 내경과 금속충전제(12)의 외경이 원형 또는 육각에 의해 긴밀히 결합됨과 아울러 공간이 형성되어 후술하는 브레이징 용제가 내부로 깊숙이 충전되게 된다.

상기 금속충전제(12)는 상기 파이프(10)와 동일 재질의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성하게 된다.

상기 금속충전제(12)는 높이는 상기 결합단부(11)의 깊이와 동일한 3 - 4 mm 범위로 형성하게 된다.

이와 같은 상기 금속충전제(12)는 파이프(10)의 결합단부(11)에 삽입 고정하게 되는데, 여기서 상기 금속충전제(12)에는 브레이징 용제(13)를 도포한 상태로 상기 파이프(10)의 결합단부(11)에 삽입 고정되게 된다.

상기 브레이징 용제(13)는 상기 금속충전제(12)와 파이프(10)의 결합단부(11)에 도포되어 가열되는 열에 의해 용융되게 된다.

상기 브레이징 용제(13)는 아크릴 수지계의 바인더 70 - 80 중량%에 알루미늄 플럭스 20 - 30 중량%를 혼합한 조성물을 사용하거나, 또는 아크릴 수지계의 바인더 70 - 80 중량%에 세슘 플럭스 20 - 30 중량%를 혼합하여 조성물을 사용할 수 있다.

여기서 상기 알루미늄 플럭스는 알루미늄 칼륨 플루오라이드 62 - 72%에 알루미늄 플루오라이드 28 - 38%를 혼합하여 조성하고, 상기 세슘 플럭스는 알루미늄 칼륨 플루오라이드 62 ~ 72%에 알루미늄 세슘 플루오라이드 28 ~ 38%를 혼합하여 조성하게 된다.

그러므로 상기 브레이징 용제(13)는 가열되는 열의 온도 600℃에서 용융되고 상기 용융되는 브레이징 용제(14)의 알루미늄 플럭스는 파이프(10)의 결합단부(11)와 육각의 원통형으로 형성된 금속충전제(12) 사이에 형성된 공간 사이로 스며들면서 상기 금속충전제(12)를 파이프(10)의 결합단부(11)에 용융 결합하게 된다.

U밴드(14)는 용량에 따라 설치되는 파이프(10)의 간격에 따라 그에 맞는 간격으로 절곡 형성하게 되며, 상기 U밴드(14)의 외경은 파이프(10)의 결합단부(11)에 삽입 결합되는 금속충전제(12)의 내경으로 삽입되는 구경으로 형성하게 된다.

상기 U밴드(14)는 상기 파이프(10)와 동일 재질의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작되게 된다.

그러므로 상기 U밴드(14)는 파이프(10)의 결합단부(11)에 브레이징 용제(13)가 도포되어 삽입된 금속충전제(12)를 삽입하여 질소 분위기의 로(爐)에서 가열하여 상기 가열되는 열로 용융되는 브레이징 용제(13)에 의해 금속충전제(12)와 함께 파이프(10)의 결합단부(11)에 브레이징 접합하게 된다.

한편, 방열핀(20)은 상기 파이프(10)의 외주면에 접합되어 상기 파이프(10)의 내측으로 순환되는 열매체를 주변 온도와 열교환이 원활하게 이루어지도록 접합하게 된다.

여기서 상기 방열핀(20)은 주변온도와의 넓은 면적으로 열교환이 원활하게 이루어지도록 상기 파이프(10)와 직교하고 공기순환이 원활하게 이루어지도록 직교하는 방향으로 접합하게 된다.

한편, 상기 방열핀(20)의 접합은 상기 파이프(10)에 U밴드(14)를 브레이징 접합할 때, 함께 브레이징 접합할 수 있다.

상기 방열핀(20)의 브레이징 접합은 상기 파이프(10)에 U밴드(14)를 접합하기 전에 파이프(10)에 브레이징 용제(13)를 도포하고, 상기 방열핀(20)을 상기 파이프(10)의 외주면에 삽입 결합한 후, 질소 분위기의 로(爐)에서 가열하여 상기 가열되는 열로 용융되는 브레이징 용제(13)에 의해 U밴드(14)와 방열핀(20)을 파이프(10)에 브레이징 접합하게 된다.

상기 방열핀(20)을 브레이징 접합할 때의 브레이징 용제(10)는 상기 파이프(10)에 U밴드를 브레이징 접합할 때 사용하는 용제와 동일한 용제를 사용할 수 있으며, 이외에 실리콘 조성을 포함하는 실리콘 용제를 사용할 수도 있다.

도 3은 본 발명 냉장냉동용 증발기의 파이프 접합의 요부 확대 단면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 직선 관체로 형성된 파이프(10)의 결합단부(11)에 원형 또는 육각 원통형의 금속충전제(12)를 삽입하되, 금속 충전제(12)에는 브레이징 용제(13)를 도포한 상태로 압입하여 삽입하고, 상기 파이프(10)의 결합단부(11)에 삽입된 금속충전제(12)에는 U밴드(14)를 압입하여 고정하게 된다.

이와 같이 상기 파이프(10)의 결합단부(11)에 금속충전제(12)를 삽입하고 U밴드(14)를 압입 결합된 상태에서 질소분위기의 300℃로부터 구간별로 온도를 상승시켜 600℃의 온도로 가열되는 로(爐)에 넣어 가열하게 된다.

이때 상기 로(爐)에서 가열되는 파이프(10)와 금속충전제(12)에 도포되는 상기 브레이징 용제(13) 즉 알루미늄 플럭스는 상기 로(爐)에서 가열되는 과정에서 바인더가 가열온도 400℃에서 분해되어 증발되고, 가열온도 600℃에서 알루미늄 플럭스가 용융되면서 상기 파이프(10)의 결합단부(11)에 금속충전제(12) 및 U밴드(14)를 용융 접합하게 된다.

한편, 상기 U밴드(14)를 파이프(10)에 압입 고정함에 앞서, 상기 파이프(10)에는 방열핀(20)을 삽입하게 되는데, 이때 상기 파이프(10)에 브레이징 용제(13)를 도포한 후 상기 파이프(10)에 방열핀(20) 삽입 결합하는 공정을 추가로 진행할 수 있다.

그리고나서, 상기 파이프(10)에 상기 U밴드(14)와 방열핀(20)이 고정된 상태에서, 상기 로에 투입하여 브레이징함으로써, 상기 로에서 상기 파이프(10)에 상기 U밴드(14)와 방열핀(20)을 상기 파이프에 동시에 브레이징 접합할시킬 수 있다.

여기서 상기 브레이징 용제(13)는 파이프(10) 및 금속충전제(12)와 동일 재질이므로 상기 로(爐)에서 가열시 기밀하고 견고하게 브레이징 접합할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 파이프(10)에 상기 U밴드(14)와 상기 방열핀(20)을 동시에 브레이징 접합할 수 있으므로 브레이징 공정이 대폭 절감되어 제조원가를 낮출 수 있으며, 견고한 증발기의 대량생산이 용이하다.

100; 증발기 10; 파이프
11; 결합단부 12; 금속충전제
13; 브레이징 용제 14; U밴드
20; 방열핀

Claims (6)

1. 다수개의 직선 파이프들, 상기 다수개의 직선 파이프들의 양 끝단을 U밴드로 서로 접합하는 냉장 냉동용 증발기의 열매체파이프 접합 방법에 있어서,
   상기 다수개의 직선 파이프들의 양 끝단 내측에 결합단부를 형성하고,
   상기 다수개의 직선 파이프의 외주면에 다수의 방열핀을 삽입하며,
   상기 다수개의 파이프들의 결합단부에 브레이징 용제를 도포한 금속충전제를 삽입하고 금속충전제의 내측으로 U밴드를 압입하여 고정한 후, 로(爐)에서 브레이징 용제를 가열 용융시켜 직선 파이프에 U밴드와 방열핀을 브레이징 접합하며,
   상기 금속충전제는 외측면을 육각으로 형성하되, 파이프의 결합단부에 삽입되는 원통형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 냉장 냉동용 증발기의 파이프 접합 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 금속충전제는 높이 3- 4 mm로 형성하는 것을 특징으로 하는 냉장 냉동용 증발기의 파이프 접합 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 브레이징 용제는 아크릴 수지계의 바인더 70 ~ 80 중량%에 알루미늄 플럭스 20 ~ 30 중량%를 혼합하여 제조하고, 상기 알루미늄 플럭스는 알루미늄 칼륨 플루오라이드 62 ~ 72%에 알루미늄 플루오라이드 28 ~ 38%를 혼합한 것을 특징으로 하는 냉장 냉동용 증발기의 파이프 접합 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 브레이징 용제는 아크릴 수지계의 바인더 70 ~ 80 중량%에 세슘 플럭스 20 ~ 30 중량%를 혼합하여 제조하고, 상기 세슘 플럭스는 알루미늄 칼륨 플루오라이드 62 ~ 72%에 알루미늄 세슘 플루오라이드 28 ~ 38%를 혼합하여 조성된 것을 특징으로 하는 냉장 냉동용 증발기의 파이프 접합 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 파이프와 파이프의 양단에 U밴드를 접합하기 전에 상기 파이프에 브레이징 용제를 도포한 상태에서, 상기 파이프에 상기 방열핀을 삽입 결합하여 상기 U밴드를 브레이징 접합시 상기 방열핀을 함께 브레이징 접합하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 냉동용 증발기의 파이프 접합 방법.

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